(57)【要約】改良化学蒸着により銅基板にグラフェンを製造する方法であって、平行に配置され且つセラミック材料によって隔てられた２つの銅シートを提供すること、ガラス円筒チャンバで構成されるオープンチャンバの中に２つの銅シートを組み込むことであって、オープンチャンバの軸方向の軸は垂直方向を向いており、ガラス円筒チャンバはその下面において完全に開いていること、電磁誘導加熱器を用いることによって２つの銅シートを所定の温度で加熱すること、メタン・ストリーム及びアルゴン・ストリームの混合物をガラス円筒チャンバの上面において供給すること、放射パイロメーターを用いることによってガラス円筒チャンバの上面に配置された石英窓を通して２つの銅シートの温度を継続的にモニタリングすること、電磁誘導加熱器を用いて所定の時間、約１０００℃に加熱すること、並びに同じメタン・ストリーム及びアルゴン・ストリームで室温に冷却することを含む方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
改良化学蒸着（ＡＰ−ＣＶＤ）により銅基板にグラフェンを製造する方法であって、
・平行に配置され且つセラミック材料（３０）によって隔てられた２つの銅シート（４０）を提供すること、
・ガラス円筒チャンバ（１０）で構成されるオープンチャンバの中に前記２つの銅シート（４０）を組み込むことであって、前記オープンチャンバの軸方向の軸は垂直方向を向いており、前記ガラス円筒チャンバ（１０）はその下面（１５）において完全に開いていること、
・電磁誘導加熱器（２０）を用いることによって前記２つの銅シート（４０）を所定の温度で加熱すること、
・メタン・ストリームおよびアルゴン・ストリームの混合物を前記ガラス円筒チャンバ（１０）の上面（１８）において供給すること、
・放射パイロメーター（５０）を用いることによって、前記ガラス円筒チャンバ（１０）の上面（１８）に配置された石英窓（６０）を通して前記２つの銅シート（４０）の温度を継続的にモニタリングすること、
・電磁誘導加熱器（２０）を用いることにより所定の時間、約１０００℃に加熱すること、ならびに
・同じメタン・ストリームおよびアルゴン・ストリームで室温に冷却すること
を含む、グラフェンを製造する方法。
【請求項２】
前記電磁誘導加熱器（２０）を用いて平行に配置され且つセラミック材料（３０）によって隔てられた前記２つの銅シート（４０）を加熱する前記所定の温度は１０００℃である、請求項１に記載のグラフェンを製造する方法。
【請求項３】
前記ガラス円筒チャンバ（１０）の内側に配置される円形の前記２つの銅シート（４０）は、直径３０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、純度９９．８％であり、かつ平行に隔てられて配置されており、かつ直径が３．５ｍｍで長さが３０ｍｍの３つのセラミック・ピラー（３０）によって支持されており、該３つのセラミック・ピラー（３０）は、同じ材料で形成された基部（３５）に固定される、請求項１に記載のグラフェンを製造する方法。
【請求項４】
前記電磁誘導加熱器（２０）は、前記ガラス円筒チャンバ（１０）の外側に巻かれた好ましくは２．５μｍＨのコイルからなり、周波数発振器によって発生させた好ましくは２５０ｋＨｚの交流電流が前記コイルに供給される、請求項１に記載のグラフェンを製造する方法。
【請求項５】
前記ガラス円筒チャンバ（１０）への導入の前に、前記２つの銅シート（４０）を酢酸で２分間処理し、エタノールで洗浄する、請求項１に記載のグラフェンを製造する方法。
【請求項６】
それぞれ１．０Ｌ／分および０．１Ｌ／分のメタン・ストリームおよびアルゴン・ストリーム下で前記銅シート（４０）を２分間保持する、請求項１に記載のグラフェンを製造する方法。
【請求項７】
前記同じメタン・ストリームおよびアルゴン・ストリームで冷却することにより、約５秒で１０００℃から６００℃への冷却低下がおこる、請求項１に記載のグラフェンを製造する方法。
【請求項８】
電磁誘導加熱器（２０）を用いることにより約１０００℃に加熱する前記所定の時間は１５分である、請求項１に記載のグラフェンを製造する方法。
【請求項９】
前記ガラス円筒チャンバ（１０）の材料は、好ましくは直径が４０ｍｍで長さが１１０ｍｍのパイレックス（登録商標）である、請求項１に記載のグラフェンを製造する方法。
【請求項１０】
改良化学蒸着（ＡＰ−ＣＶＤ）により銅基板にグラフェンを製造するシステムであって、
平行に配置され且つセラミック材料（３０）によって隔てられた２つの銅シート（４０）であって、前記２つの銅シート（４０）は、ガラス円筒チャンバ（１０）で構成されるオープンチャンバの中に組み込まれ、前記オープンチャンバの軸方向の軸は垂直方向を向いており、前記ガラス円筒チャンバ（１０）はその下面（１５）において完全に開いている、２つの銅シート（４０）、
前記２つの銅シート（４０）を所定の時間、所定の温度で加熱する電磁誘導加熱器（２０）、
前記ガラス円筒チャンバ（１０）の上面（１８）におけるメタン・ストリームおよびアルゴン・ストリームの混合物の供給、ならびに
前記ガラス円筒チャンバ（１０）の上面（１８）に配置された石英窓（６０）を通して前記２つの銅シート（４０）の温度を継続的にモニタリングする放射パイロメーター（５０）
を含む、グラフェンを製造するシステム。
【請求項１１】
前記電磁誘導加熱器（２０）を用いることによって、平行に配置され且つセラミック材料（３０）によって隔てられた前記２つの銅シート（４０）を加熱する前記所定の温度は１０００℃である、請求項１０に記載のグラフェンを製造するシステム。
【請求項１２】
前記ガラス円筒チャンバ（１０）の内側に配置される円形の前記２つの銅シート（４０）は、直径３０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、純度９９．８％であり、かつ平行に隔てられて配置されており、かつ直径が３．５ｍｍで長さが３０ｍｍの３つのセラミック・ピラー（３０）によって支持されており、該３つのセラミック・ピラー（３０）は、同じ材料で形成された基部（３５）に固定される、請求項１０に記載のグラフェンを製造するシステム。
【請求項１３】
前記電磁誘導加熱器（２０）は、前記ガラス円筒チャンバ（１０）の外側に巻かれた好ましくは２．５μｍＨのコイルからなり、周波数発振器によって発生させた好ましくは２５０ｋＨｚの交流電流が前記コイルに供給される、請求項１０に記載のグラフェンを製造するシステム。
【請求項１４】
前記ガラス円筒チャンバ（１０）への導入の前に、前記２つの銅シート（４０）を酢酸で２分間処理し、エタノールで洗浄する、請求項１０に記載のグラフェンを製造するシステム。
【請求項１５】
前記メタン・ストリームおよび前記アルゴン・ストリームの供給がそれぞれ、１．０Ｌ／分および０．１Ｌ／分で２分間である、請求項１０に記載のグラフェンを製造するシステム。
【請求項１６】
電磁誘導加熱器（２０）を用いることにより約１０００℃に加熱する前記所定の時間は１５分である、請求項１０に記載のグラフェンを製造するシステム。
【請求項１７】
前記ガラス円筒チャンバ（１０）の材料は、好ましくは直径が４０ｍｍで長さが１１０ｍｍのパイレックス（登録商標）である、請求項１０に記載のグラフェンを製造するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良化学蒸着（ＡＰ−ＣＶＤ）により大気圧で銅にグラフェンを製造することに関する。より具体的には、改良化学蒸着（ＡＰ−ＣＶＤ）により銅基板にグラフェンを製造する方法およびシステムを提供する。
【背景技術】
【０００２】
現在、化学蒸着によるグラフェンの形成は、合成されるグラフェンの品質、コスト、スケーラビリティ（または拡張可能性、ｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ）の点で優れた結果を示している。
【０００３】
２０１３年８月２２日付けの発明特許出願ＵＳ２０１３２１７２２２（発明の名称「大型グラフェンシート：これが組み込まれた物品、組成物、方法およびデバイス」、Ｊｏｈｎｓｏｎら）には、大気圧（ＡＰ）で化学蒸着（ＣＶＤ）を用いて大型の均一なグラフェン層を平坦化した基板に成長させる方法が記載されており、これらの方法に従って製造されるグラフェンは、単層の含有量が９５％以下であってよい。この発明の手順に従って組み立てられた電界効果トランジスタは、室温において、市販の銅箔基板に成長させたサンプルに対して測定される正孔移動度よりも２〜５倍大きい正孔移動度を有する。
【０００４】
２０１４年１０月３０日付けの発明特許出願ＷＯ２０１４１７４１３３（発明の名称「極低圧下でのグラフェンの制御された製造方法およびこの方法を実施するデバイス」、Ｂｅｒｔｒａｎ  Ｓｅｒｒａ  Ｅｎｒｉｃら）には、化学蒸着（ＣＶＤ）法によって１０−４〜１０−５Ｐａの真空圧において層の数を制御しつつ１〜５層のグラフェン構造を所定の基板に調製する方法およびデバイスであって、温度は５００〜１０５０℃の間であり、同期パルスの連続で前駆体カーボンガスを用いることに基づく方法およびデバイスが記載されている。各パルスは、ポンピングの結果として前駆体ガスに特有の漏れ時間（ｅｓｃａｐｅ  ｔｉｍｅ）を有し、圧力パルスは、バルブの瞬間的な開口の結果としての瞬間的な圧力上昇と、この圧力増加の後に続く指数関数的な圧力低下とからなり、パルスの数は層の量によって決まり、パルス間の時間は前駆体カーボンガスに特有の漏れ時間によって決まる。
【０００５】
２０１２年３月８日付けの発明特許出願ＷＯ２０１２０３１２３８（発明の名称「化学蒸着による均一な多層グラフェン」、Ｚｈｏｕｇ  Ｚｈａｏｈｕｉら）には、化学蒸着（ＣＶＤ）により均一な多層グラフェンを製造する方法が記載されている。この方法は、ＣＶＤ反応チャンバのサイズのみによってサイズが制限され、スケールアップすることにより、実質的にフィルム全体にわたって同じ数のグラフェン層を有する多層グラフェンフィルムをウエハスケールで製造することができる。単独で製造した単層のグラフェンの組立てを必要としない方法を用いることによって、均一な２層のグラフェンを製造することができる。この方法はＣＶＤプロセスを含み、この方法において、反応ガスは従来のプロセスと比べて比較的低圧でチャンバに流入し、反応チャンバ内の温度はその後、従来のプロセスと比べて比較的ゆっくりと低下する。
【０００６】
いずれの引用文献においても、２つの平行な銅シートで構成される基板構造であって、電磁誘導によりこれらの基板を約１０００℃で加熱したときに基板間のメタンが分解する基板構造により、水素を添加せず単一工程でオープンチャンバ（または開放チャンバ、ｏｐｅｎ  ｃｈａｍｂｅｒ）条件において行われる化学蒸着（ＣＶＤ）によって、高品質のＳＬＧ（単層グラフェン）およびＢＬＧ（２層グラフェン）を銅基板に形成する方法およびシステムは記載も教示もされていない。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の第１の目的は、改良化学蒸着（ＡＰ−ＣＶＤ）により銅基板にグラフェンを製造する方法であって、
・平行に配置され且つセラミック材料によって隔てられた２つの銅シートを提供すること、
・ガラス円筒チャンバで構成されるオープンチャンバの中に２つの銅シートを組み込むことであって、オープンチャンバの軸方向の軸（ａｘｉａｌ  ａｘｉｓ）は垂直方向を向いており、ガラス円筒チャンバはその下面において完全に開いている（または開口している）こと、
・電磁誘導加熱器を用いることによって２つの銅シートを所定の温度で加熱すること、
・メタン・ストリームおよびアルゴン・ストリームの混合物をガラス円筒チャンバの上面において供給すること、
・放射パイロメーター（ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｐｙｒｏｍｅｔｅｒ）を用いることによって、ガラス円筒チャンバの上面に配置された石英窓を通して２つの銅シートの温度を継続的にモニタリングすること、
・電磁誘導加熱器を用いることにより所定の時間、約１０００℃に加熱すること、ならびに
・同じメタン・ストリームおよびアルゴン・ストリームで室温に冷却すること
を含む、グラフェンを製造する方法である。
【０００８】
ここで、平行に配置され且つセラミック材料によって隔てられた２つの銅シートを電磁誘導加熱器により加熱する所定の温度は、１０００℃である。ガラス円筒チャンバの内側に配置される２つの円形の銅シートは、直径３０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、純度９９．８％であり、かつ平行に隔てられて設けられており、かつ直径が３．５ｍｍで長さが３０ｍｍの３つのセラミック・ピラーによって支持されており、この３つのセラミック・ピラーは、同じ材料で形成された基部に固定されている。電磁誘導加熱器は、ガラス円筒チャンバの外側に巻かれた好ましくは２．５μｍＨのコイルからなり、周波数発振器によって発生させた好ましくは２５０ｋＨｚの交流電流がコイルに供給される。ガラス円筒チャンバへの導入の前に、２つの銅シートを酢酸で２分間処理し、エタノールで洗浄する。また、それぞれ１．０Ｌ／分および０．１Ｌ／分のメタン・ストリームおよびアルゴン・ストリーム下で銅シートを２分間保持し、同じメタン・ストリームおよびアルゴン・ストリームを用いて、約５秒で１０００℃から６００℃への冷却低下（ｃｏｏｌｄｏｗｎ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）で冷却する。電磁誘導加熱器を用いて約１０００℃に加熱する所定の時間は１５分である。ガラス円筒チャンバの材料は、好ましくは直径が４０ｍｍで長さが１１０ｍｍのパイレックス（登録商標）である。
【０００９】
本発明の第２の目的は、改良化学蒸着（ＡＰ−ＣＶＤ）により銅基板にグラフェンを製造するシステムであって、
平行に配置され且つセラミック材料によって隔てられた２つの銅シートであって、２つの銅シートは、ガラス円筒チャンバで構成されるオープンチャンバの中に組み込まれ、オープンチャンバの軸方向の軸は垂直方向を向いており、ガラス円筒チャンバはその下面において完全に開いている、２つの銅シート、
２つの銅シートを所定の時間、所定の温度で加熱する電磁誘導加熱器、
ガラス円筒チャンバの上面におけるメタン・ストリームおよびアルゴン・ストリームの混合物の供給、ならびに
ガラス円筒チャンバの上面に配置された石英窓を通して２つの銅シートの温度を継続的にモニタリングする放射パイロメーター
を含む、グラフェンを製造するシステムである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は本発明のシステムの配置を示す。
【図２】図２は、本発明のグラフェン合成のための銅シートの配置を、本発明の合成からの銅シートの内表面および外表面で直接得られた５３２ｎｍのラマンスペクトルと共に示す。
【図３】図３は、銅シートの内表面の一方に成長させたグラフェンの５１４ｎｍのラマンスペクトルを示す。
【図４】図４は、酸化ケイ素に転写したグラフェンの顕微鏡写真を示し、５３２ｎｍのラマンスペクトルに基づいてグラフェンの単層および２層の領域が観察されている。
【図５】図５は、銅シートの内表面の一方に成長させ、ＳｉＯ２／Ｓｉ基板に転写したグラフェンの、波長６４７ｎｍのラマンスペクトルを示す。
【図６】図６は、銅シートの内表面の一方におけるグラフェンの、４８８ｎｍのラマンスペクトルを示す。
【図７】図７は、銅シートの内表面の一方に成長させ、ＳｉＯ２／Ｓｉに転写したグラフェンの、基板の半径方向に異なる１０のポイントにおける５１４ｎｍのラマンスペクトルを示す。
【図８】図８は、シートの曝露時間（ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｅｘｐｏｓｕｒｅ）の変化を２Ｄ／Ｇおよび半値全幅（ＦＷＨＭ）の関数として示す。
【図９】図９は、温度変化をＦＷＨＭ、２Ｄ／Ｇの関数として示す。
【図１０】図１０は、合成中のシートの間隙における距離の変化を２Ｄ／Ｇ、Ｄ／Ｇの関数として示し、曲線「ｂ」はＦＷＨＭの関数として挿入する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
従来技術の段階において、グラフェンは、様々な圧力条件下でのＣＶＤ（ＬＰ（低圧）−ＣＶＤおよびＨＰ（高圧）−ＣＶＤ等）により合成される。ＡＰ（周囲圧力）−ＣＶＤでは、合成ガス中に存在する大気酸素および基板（自然酸化物等）がグラフェンの形成にダメージを与え、グラフェンの形成を阻害する傾向にあるので、真空システムおよびポンプ、希ガスによるチャンバの排出（または、チャンバから希ガスを無くすこと若しくはチャンバを空にすること、ｅｍｐｔｙｉｎｇ）および充填サイクルが必要である。そのため、グラフェンの合成においては、還元剤および共触媒として異なる量の水素ガスを添加することに起因して、多数の工程（加熱、成長およひ冷却）を用いる必要がある。
【００１２】
これに対して、本発明においては、水素ガスを加えることなくアルゴンおよびメタンのみを用いることによる、オープンチャンバにおける単一工程でのグラフェン合成を開発している。また、新しいグラフェン成長プロセスの条件は、合成が終わるまでにシステムによって速やかに満たされる。
【００１３】
本発明は、平行に配置され且つセラミック材料（３０）によって隔てられた２つの銅シート（４０）で構成される新規の基板構造によりグラフェンを製造するものであり、この２つの銅シート（４０）は電磁誘導（２０）により１０００℃の温度で加熱される。シート間に形成される間隙（またはギャップ、ｇａｐ）（または界面領域（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｚｏｎｅ））は、残存酸素の作用を阻害する分解種、水素、および中間体種を保持し、Ｃｕ基板からの自然酸化物をその領域で還元する。また、これらの種によって炭素の吸着がもたらされ、それによりシートの内表面においてグラフェンが成長する。
【００１４】
この全てにより、水素等の爆発性ガスの取り扱いの難しさを軽減しつつ、エネルギーおよび合成ガスを節約することによって製造コストを低減することが可能となる。本発明により、製造を工業レベルにスケールアップすることが容易になる。
【００１５】
図１に示すオープンチャンバのＡＰ−ＣＶＤにおけるグラフェン製造システム（１００）は、ガラス円筒チャンバ（１０）、好ましくは直径が４０ｍｍで長さが１１０ｍｍのパイレックス（登録商標）で構成され、その軸方向の軸は垂直方向を向いており、ガラス円筒チャンバ（１０）はその下面（１５）において完全に開いており、ガラス円筒チャンバ（１０）の上面（１８）にメタンおよびアルゴンの混合物が供給される。
【００１６】
ガラス円筒チャンバ（１０）の内側に、直径３０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、純度９９．８％の２つの銅シート（４０）が平行に隔てられて配置されており、かつ直径が３．５ｍｍで長さが３０ｍｍの３つのセラミック・ピラー（３０）によって支持されており、この３つのセラミック・ピラー（３０）は、同じ材料で形成された基部（３５）に固定されている。
【００１７】
２つの銅シート（４０）は、ガラス円筒チャンバ（１０）の外側に巻かれた好ましくは２．５μｍＨのコイルからなる電磁誘導加熱器（２０）を用いることによって、電磁誘導により加熱され、周波数発振器（図示せず）によって発生させた好ましくは２５０ｋＨｚに等しい交流電流が電磁誘導加熱器（２０）のコイルに供給される。この周波数は、円形の銅シート（４０）の電気伝導度が高いことに起因して設定される。
【００１８】
２つの銅シート（４０）の温度は、ガラス円筒チャンバ（１０）の上面（１８）に配置された石英窓（６０）を通して放射パイロメーター（５０）により継続的にモニタリングし、これにより、電磁誘導加熱器（２０）への電力供給による温度制御が可能となる。
【００１９】
２つの銅シート（４０）は、ガラス円筒チャンバ（１０）にこれらを導入する前に酢酸で２分間処理し、エタノールで洗浄する。次いで、ガラス円筒チャンバ（１０）においてそれぞれ１．０Ｌ／分および０．１Ｌ／分のメタン・ストリームおよびアルゴン・ストリーム下で銅シート（４０）を２分間保持する。その後、電磁誘導加熱器（２０）を用いることによりこれらを１５分間約１０００℃に加熱する。この工程が終わるまでに、これらを静置して同じメタン・ストリームおよびアルゴン・ストリームを用いて室温に冷却し、これにより約５秒で１０００℃から６００℃への冷却が達成される。
【００２０】
電磁誘導により約１０００℃の温度で加熱された、平行に配置され且つセラミック材料（３０）によって隔てられた２つの銅シート（４０）のこの構造から、銅シート（４０）間に形成された間隙およびチャンバは、ガスをその分子量に基づいて勾配方向に分離する傾向を有する著しい温度勾配を設定する。このような熱拡散により、より軽い分子（メタンおよび分解からの他の分子）を最高温領域に移動させることができ、一方、最も重い分子（Ａｒ、Ｏ２、Ｎ）はこの領域に留まらない。したがって、成長するグラフェンに対して有害な酸素は界面領域から出ていく傾向にある。加えて、この領域におけるメタンおよび分解種の滞留は外表面においてより多いので、シートとの衝突密度がより高くなり、メタンが分解する可能性が増大する。
【００２１】
一方、分解生成物、水素、および中間体種は残存酸素の作用を阻害し、銅シート（４０）の内表面からの自然酸化物を還元する。また、これらの種によってシートの内表面における炭素の吸着がもたらされ、これにより、その表面においてグラフェンが成長する。
【００２２】
ラマン分光法は、グラフェンおよびカーボン系材料の同定および特性評価に広く用いられている強力な非破壊技術である。グラフェンのラマンスペクトルにおいて強調される特性は、Ｄバンド〜１３５０ｃｍ−１、Ｄ＊バンド〜１６２２ｃｍ−１、Ｇバンド〜１５８０ｃｍ−１および２Ｄバンド〜２７００ｃｍ−１である。Ｇバンドは、ｓｐ２結合の伸縮運動に関連する。ＤバンドおよびＤ＊バンドは誘起欠陥に関連する。最後に、Ｄバンドの倍音（ｏｖｅｒｔｏｎｅ）である２Ｄバンドは、グラフェンの層の数を特定するのに有用である。Ｄ／Ｇの強度比はグラフェンの欠陥を特性評価するのに広く用いられている。また、２Ｄ／Ｇ強度比はグラフェンの層の数の評価基準である。単層グラフェンに関して、この比は２より大きい。
【００２３】
本発明により形成されたグラフェンは、ラマン分光計を用いて波長５１４ｎｍ、５３２ｎｍおよび６４７ｎｍで同定および特性評価する。
【００２４】
図２に、２つの銅シート（４０）の内表面から直接得られたラマンスペクトルを示す。グラフが示すように、Ｄバンドが存在しない典型的な単層および２層のグラフェンのスペクトルが観察され、したがって、高品質のグラフェンの成長および窒素ドーピングに関連するＤ＊バンドの不存在を意味する。しかし、シートの外表面においては、スペクトルは非晶質炭素の形成および酸化銅に関連するピーク（２１８ｃｍ−１および５４０ｃｍ−１のピーク等）を示す。
【００２５】
図３は、ＳＩＯ２／Ｓｉ基板に転写したグラフェンの表面の顕微鏡写真を示し、このグラフェンは、２つの銅シート（４０）間の間隙の距離を１ｍｍとして９７０℃で１５分間合成したものである。得られたラマンスペクトルは４より大きい２Ｄ／Ｇ比を示す。また、２ＤピークのＦＷＨＭは約２４ｃｍ−１であり、したがって、単層グラフェンの成長が推測される。Ｄ／Ｇは約０．１である。
【００２６】
図４は、ＳＩＯ２／Ｓｉ基板に転写したグラフェンの表面の顕微鏡写真を示し、挿入したラマンスペクトルに基づいて単層および２層のグラフェンの領域が認められる。
【００２７】
図５は、ＳＩＯ２／Ｓｉ基板に転写したグラフェンの波長６４７ｎｍのラマンスペクトルを示し、Ｄ／Ｇ比は〜０．０３であり、したがって高品質のグラフェンを意味する。
【００２８】
図６は、５１４ｎｍでラマン分光計を用いることによって一方の銅シートの界面領域において直接得られた典型的なグラフェンのラマンスペクトルを示す。
【００２９】
図７は、合成にさらされたシートの一方の内表面の写真を示す。次いで、成長したグラフェンをＳＩＯ２／Ｓｉ基板に転写し、半径方向に異なる１０の位置からラマンスペクトルを得た。
【００３０】
図８は、シートにおける曝露時間の変化を２Ｄ／ＧおよびＦＷＨＭの関数として示し、合成パラメータは以下のとおりである。シート間の間隙の距離：１ｍｍ、温度：９７０℃、アルゴンおよびメタンの流量：それぞれ１Ｌ／分および０．１Ｌ／分。銅シートの一方の内表面において９つの異なる位置で５３２ｎｍのラマンスペクトルを直接取得し、それにより２Ｄ／Ｇ比、Ｄ／Ｇ比およびＦＷＨＭをそれぞれ得て最終的に平均値を求め、その結果、約１５分の最適な合成時間が観察される。
【００３１】
図９は、温度変化を２Ｄ／ＧおよびＦＷＨＭの関数として示し、合成パラメータは以下のとおりである。曝露時間：１０分、シート間の間隙の距離：１ｍｍ、アルゴンおよびメタンの流量：それぞれ１Ｌ／分および０．１Ｌ／分。銅シートの一方の内表面において９つの異なる位置で５３２ｎｍのラマンスペクトルを直接取得し、それにより２Ｄ／Ｇ比、Ｄ／Ｇ比およびＦＷＨＭをそれぞれ得て最終的に平均値を求める。これにより、９７０℃の最適な合成温度が観察される。
【００３２】
図１０は、合成中のシート間の間隙の距離の変化を、曲線「ａ」において２Ｄ／Ｇ、Ｄ／Ｇの関数として示し、かつ挿入した曲線「ｂ」においてＦＷＨＭの関数として示す。ここで、合成曝露時間は１０分、合成温度は９７０℃、アルゴンおよびメタンの流量はそれぞれ１Ｌ／分および０．１Ｌ／分である。銅シートの一方の内表面において９つの異なる位置で５３２ｎｍのラマンスペクトルを直接取得し、それにより２Ｄ／Ｇ比、Ｄ／Ｇ比およびＦＷＨＭをそれぞれ得て最終的に平均値を求め、これにより、約１ｍｍの最適な間隙の距離が観察される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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2019529323.tif 000014
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